[发明专利]一种含有接枝氧化石墨烯的自抛光防污树脂及其制备方法

说明书

本发明公开一种含有接枝氧化石墨烯的自抛光防污树脂，所述自抛光防污树脂为含有接枝不饱和有机酸的氧化石墨烯的丙烯酸树脂。该自抛光防污树脂与海水接触的部分可以发生缓慢水解，实现自抛光，解决了现有技术中自抛光树脂在使用时释放锌、铜等离子对海洋环境造成破坏的问题。此外，本发明还提供了该自抛光防污树脂的制备方法。

技术领域

本发明涉及树脂合成领域。更具体地，涉及一种含有接枝氧化石墨烯的自抛光防污树脂及其制备方法。

背景技术

海洋中生活着大量的海洋生物，船舶在海洋中航行时，海洋生物会很快吸附在船壳表面。当船壳被海洋生物污损后，船体表面粗糙度增加，导致舰船航行速度明显降低，船体自重的增加使燃油消耗增大。此外，船底附着的海洋生物会随远洋货船轻易地被带到世界各个海域，这种动植物的自由流动极有可能将外来物种带到某地区，破坏当地的生态平衡，甚至造成某些病虫害或致命疫情的大面积传播，对于全球的环境保护来说，这无疑是一个巨大的隐患。

目前，解决海洋生物对船底吸附的问题最有效的途径是在船底表面涂刷防污涂料，以达到阻止海洋生物附着在船底的目的。传统有机锡自抛光防污涂料具有卓越的防污特性而曾经用于70％以上的海洋船舶，但由于其不断在海洋环境中释放有毒物质有机锡对海洋生物造成致命的威胁，因此，国际海事组织已要求于2008年全面禁止使用有机锡防污涂料。之后，研究人员又相继开发出了丙烯酸锌和丙烯酸铜的自抛光树脂，但是锌或铜离子释放到海洋环境中，经过长年累月的积聚同样会影响海洋生态系统。

因此，需要提供一种对环境无污染的新型无毒防污涂料以取代传统的毒性防污涂料。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种含有接枝氧化石墨烯的自抛光防污树脂，以解决现有技术中自抛光防污材料释放锌、铜离子对海洋生物产生毒性的问题。

本发明的另一个目的在于提供一种含有接枝氧化石墨烯的自抛光防污树脂的制备方法。

为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：

一种含有接枝氧化石墨烯的自抛光防污树脂，所述自抛光防污树脂为含有接枝不饱和有机酸的氧化石墨烯的丙烯酸树脂。

优选地，所述自抛光防污树脂的原料，按重量份计，包括：接枝不饱和有机酸的氧化石墨烯0.1-5份、丙烯酸类单体100份、引发剂0.5-5份。

在本发明的技术方案中，接枝不饱和有机酸的氧化石墨烯可以通过不饱和有机酸的双键与丙烯酸类单体发生自由基聚合，生成含有接枝不饱和有机酸的氧化石墨烯的丙烯酸树脂。由于接枝不饱和有机酸的氧化石墨烯中含有酯基，这种酯基在海水的弱碱性环境下可以水解，水解后树脂露出亲水基团，当亲水基团达到一定浓度时，在海水的冲刷下，树脂接触海水的表面部分就可以溶解在海水中从而露出新的表面，使粘附在原表面的海洋生物脱落从而实现自抛光。避免了现有技术中自抛光树脂在自抛光过程中会释放锌、铜等离子对海洋环境造成破坏的问题。

此外，丙烯酸类单体经过聚合之后生成丙烯酸树脂，其耐脆性较差，而含有接枝不饱和有机酸的氧化石墨烯的丙烯酸树脂力学性能良好，具有较高的剪切强度。

优选地，所述丙烯酸类单体选自丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸苯酯中的一种或几种的组合。

优选地，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰中的一种或几种的组合。

优选地，所述接枝不饱和有机酸的氧化石墨烯是通过向氧化石墨烯分散液中加入不饱和有机酸和脱水剂，反应制备得到的。